Проектирование подстанции систем электроснабжения города 220/35/10

                                                                   Федеральное агентство по образованию

ГОУ ВПО  «Марийский государственный университет»

Электроэнергетический факультет

Кафедра электроснабжения 
 
 
 
 
 
 
 
 

Пояснительная записка к курсовому проекту по дисциплине “Электроэнергетика: Производство электроэнергии” на тему:

«Проектирование подстанции систем электроснабжения

города 220/35/10» 
 
 

Вариант-33 
 
 
 
 
 
 

Выполнил:

                        студент гр. ЭС-41

                         Зеничев В. В. 

Руководитель  проекта:

                    ст. преподаватель

                    Максимова И. В. 
 
 
 
 
 

Йошкар-Ола 

2006

 

СОДЕРЖАНИЕ 

 ВВЕДЕНИЕ…………………………………………………….…………………4

1. ВЫБОР ВАРИАНТОВ СТРУКТУРНОЙ СХЕМЫ ПОДСТАНЦИИ……….5

1.1 Перевод суточных графиков потребления мощности………….5

2. ВЫБОР ТИПА И МОЩНОСТИ ТРАНСФОРМАТОРОВ………………..8

3.ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ……………..…………..11

3.1 Технико-экономический расчет первого варианта…….……...12

3.2 Технико-экономический расчет второго варианта…………....13

4. ВЫБОР ОТХОДЯЩИХ ЛИНИЙ………………………………………….….14

4.1 Выбор отходящих линий на стороне ВН……………………………….…14

4.2 Выбор отходящих линий на стороне СН……………………………….…15

5. РАСЧЕТ ТОКОВ КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ……………………...…….17

5.1 Определение параметров схемы замещения…………………..………….17

5.2 Расчет тока КЗ на шинах ВН………………………………….....………...22

5.3 Расчет тока КЗ на шинах СН…………………………..…………………..24

5.4 Расчет тока КЗ на шинах НН……………………………..………………..25

6. РАСЧЕТ КАБЕЛЬНОЙ СЕТИ НИЗШЕГО НАПРЯЖЕНИЯ..……………..27

6.1 Выбор кабеля для потребителей РП3……………..………………………27

6.2 Выбор кабеля для потребителей РП1 и РП2……………………………...28

6.3 Определение термической стойкости кабеля………………………...…..29

6.4 Выбор линейных реакторов………………………………………………..29

7. ВЫБОР СХЕМЫ ТРАНСФОРМАТОРА СОБСТВЕННЫХ НУЖД………32

8. ВЫБОР СХЕМ РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНЫХ УСТРОЙСТВ ………………...33

8.1 Выбор схемы распределительного устройства на стороне ВН………….33

8.2 Выбор схемы распределительного устройства на стороне СН………….33

8.3 Выбор схемы распределительного устройства на стороне НН………….34

9. ВЫБОР ПРОВОДНИКОВ И АППАРАТОВ……………..………...………..35

9.1 Выбор секционного реактора……………..………………………..…..….37

9.2 Выбор выключателей на стороне ВН………..…………………….……...37

9.3 Выбор выключателей на стороне СН…………..…………………………38

9.4 Выбор выключателей на стороне НН……………..………………….…...39

9.5 Выбор разъединителей на стороне ВН……..…………………………......40

9.6 Выбор разъединителей на стороне СН……………..………………...…...41

9.7 Выбор разъединителей на стороне НН……………..………………...…...41

9.8 Выбор шин на стороне ВН…………………..……………………..……...42

9.9 Выбор шин на стороне СН…………………..……………………...……..43

9.10 Выбор шин на стороне НН……………..…………………………….......43

9.11 Выбор трансформатора тока на стороне ВН……..……………………..44

9.12 Выбор трансформатора тока на стороне СН……………..……………..44

9.13 Выбор трансформатора тока на стороне НН…………..………………..45

9.14 Выбор трансформаторов напряжения на стороне ВН……..………..…..46

9.15 Выбор трансформаторов напряжения на стороне СН……..……….......47

9.16 Выбор трансформаторов напряжения на стороне НН……..……..…….47

ЗАКЛЮЧЕНИЕ…………………………..…………………………...………….48

ПЕРЕЧЕНЬ СОКРАЩЕНИЙ……………..……………………………………..49

СПИСОК  ЛИТЕРАТУРЫ……………………………………….………………50

 

      ВВЕДЕНИЕ

    Электрическая подстанция - электроустановка, предназначенная для преобразования электрической энергии одного напряжения (частоты) в электрическую энергию другого напряжения. Электрическая подстанция представляют собой сложные технологические комплексы с большим количеством основного и вспомогательного, оборудования. Основное оборудование служит для преобразования, передачи и распределения электроэнергии, вспомогательное для выполнения вспомогательных функций (измерения, сигнализация, управление, защита и автоматика и т.д.).

    Требования, предъявляемые к электрической  схеме электроустановки (подстанции), следует понимать как требования к самой установке, поскольку схема определяет основное электрическое оборудование и эксплуатационные свойства установки. Эти требования, выдвигаемые на стадии проектирования и сформулированные в Нормах технологического проектирования электростанций и подстанций следующие:

1. соответствие электрической схемы условиям работы подстанции в энергосистеме, ожидаемым режимам;
2. удобство эксплуатации, а именно: простота и наглядность схемы; минимальный объем переключений, связанных с изменением режима; доступность электрического оборудования для ремонта без нарушения режима установки;
3. удобство сооружения электрической части с учетом очередности ввода в эксплуатацию трансформаторов, РП и линий;
4. возможность автоматизации установки в экономически целесообразном объеме;
5. достаточная, экономически оправданная степень надежности.

 

1. ВЫБОР ВАРИАНТОВ СТРУКТУРНОЙ СХЕМЫ ПОДСТАНЦИИ 

    Выбор структурной схемы осуществим из расчета того, что схема должна отвечать условию, поставленному в  курсовом проекте, а также иметь  как можно меньшие потери электроэнергии в процессе эксплуатации электростанции. Для этого выполняется технико-экономический расчет подстанции. Чтобы выбрать наиболее эффективную схему, будем сравнивать две схемы. На рисунке 1а представлена схема с двумя трехобмоточными трансформаторами, а на рисунке 1б - схема, состоящая из четырех двухобмоточных трансформаторов. 

    

    а)                                                                                    б)

    Рисунок 1 - Структурные схемы подстанции. 

    1.1  Перевод суточных графиков потребления мощности 

    Расчёт  полной мощности для сети НН зимой:

    Максимальная  мощность:   ;    (1)

    

.

    Мощность  ступени графика:   ,    (2)

    где n – ступень графика, %;

    

    Расчёт полной мощности для сети НН летом:

    

    Расчёт  полной мощности для сети СН зимой  по формулам (1) и (2):

    

    

    

    Расчёт  полной мощности для сети СН летом:

    

    

    Зарисуем  графики полной мощности: 

 

Рисунок 2 - Суточный график потребления мощности по сети НН.

Рисунок  3 - Суточный график потребления мощности по сети СН. 

    Просуммируем графики нагрузки СН и НН для зимнего и летнего периода (рисунок  4):

    

    Рисунок 4 - Суточный график потребления

    полной  мощности по сети ВН.

 

     2. ВЫБОР ТИПА И МОЩНОСТИ ТРАНСФОРМАТОРОВ 

    Для схемы рисунка 1а предварительная мощность трансформатора определяется по формуле:

     (3)

    где К_пер =1,4 - коэффициент аварийной перегрузки.

    

    Предварительно  выбираем трансформатор ТДТН-63000/220 [2]. 

    Для обеспечения оптимального выбора мощности трансформатора необходимо осуществлять расчет с учетом нагрузочной способности. Коэффициент начальной нагрузки k₁ и коэффициент перегрузки k₂’:

     (4)

где S_Т.НОМ – номинальная мощность трансформатора, МВА;

S_i – мощность ступени графика меньшей S_Т.НОМ, МВА;

Δt_i – длительность мощности S_i, ч.

     (5)

где S_Т.НОМ – номинальная мощность трансформатора, МВА;

S_j – мощность ступени графика меньшей S_Т.НОМ, МВА;

Δt_j – длительность мощности S_j, ч. 

    

     Определяем  максимальное значение нагрузки исходного графика нагрузки из выражения:

.     (6)

    Далее сравнивается предварительное значение  с исходного графика:

.     (7) 

    Если  выполняется условие (7) то следует  принять  иначе следует принять , а продолжительность перегрузки h следует скорректировать по формуле:

.     (8)

    Предварительное значение нагрузки k´₂ меньше k_max·0.9, т.е. условие (7) не выполняется, поэтому k₂ принимается равной k_max·0.9.

    

    

ч.

    Для среднегодовой температуры -10°С, системы охлаждения Д, коэффициента начальной нагрузки k₁ = 0,92 и продолжительности перегрузки h = 10,6 часа, определяем допустимый коэффициент превышения нагрузки k_доп = 1,31 [2].

    Т.к. k₂ меньше k_доп, то окончательно принимаем к установке трансформатор ТДТН-63000/220. Номинальные параметры трансформатора: U_ВН = 230кВ, U_СН = 38,5кВ, U_НН = 11кВ, P_Х = 54кВт, P_К =200 кВт, U_к.в-с =12,5%, U_к.в-н = 22%, U_к.с-н =  9,5%.